硬件 cpu在正常执行一条条指令的时候，可以由于某些原因跳到一些异常处理程序，执行一些
中断，异步的由外部器件发起，cpu响应后，保存现场，然后跳到特定位置执行，然后返回
同步中断，由系统中一些错误的指令引起（比如除零，非法指令等），是和cpu同步的。
中断系统的整个硬件包括：cpu,中断控制器，外设。在arm体系中这里的cpu指的是cpu核，
1 2 3 Soc pin | in Soc: \--> -|--ip模块中断控制---->gic中断控制---->cpu中断控制 |
一个中断从发起到cpu接收到的流程可以用上面的图来表示,需要配置各个中断控制中的
中断实现 linux内核和中断相关的核心数据结构有：struct irq_desc (linux/irqdesc.h), 每个
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 struct irq_desc |--> struct irq_data irq_data -----> |-> mask,irq,hwirq,state_use_accessors | |-> struct irq_chip *chip | |-> struct irq_domain *domain | |-> void *handler_data, *chip_data... |--> irq_flow_handler_t handle_irq |--> struct irqaction *action ---->|-> irq_handler_t handler, thread_fn |--> raw_spinlock_t lock |-> void *dev_id, int irq, flags |--> struct proc_dir_entry *dir |-> unsigned long thread_flags, thread_mask |--> const char *name... |-> const char *name |-> struct proc_dir_entry *dir...
对着上面的数据结构分析中断流程:(arm体系)
中断被cpu接收到之后，汇编程序处理后调用的第一个程序是：
1 2 3 4 5 6 7 8 -->handle_IRQ(irq, regs); -->struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs); irq_enter(); generic_handle_irq(irq); -->generic_handle_irq_desc(irq, desc); -->desc->handle_irq(irq, desc); irq_exit(); set_irq_regs(old_regs);
最后调用的 handle_irq() 是注册在对应irq_desc中的的中断流函数, 处理中断嵌套等问题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 handle_edge_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc) -->raw_spin_lock(&desc->lock); ... desc->irq_data.chip->irq_ack(&desc->irq_data); ... handle_irq_event(desc); -->struct irqaction *action = desc->action; raw_spin_unlock(&desc->lock); handle_irq_event_percpu(desc, action); -->... action->handler(irq, action->dev_id); ... raw_spin_lock(&desc->lock); raw_spin_unlock(&desc->lock);
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 struct irq_chip { ... void (*irq_enable)(struct irq_data *data); void (*irq_ack)(struct irq_data *data); void (*irq_mask)(struct irq_data *data); void (*irq_unmask)(struct irq_data *data); void (*irq_eoi)(struct irq_data *data); int (*irq_set_type)(struct irq_data *data, unsigned int flow_type); ... unsigned long flags; }
irq_chip包括和硬件相关的一组回调函数，他们直接操作中断相关的寄存器, 比如irq_enble
中断使用 在驱动程序中只需要调用request_irq()注册中断处理程序即可使用中断，上面的中断实现
1 2 3 4 request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev) request_irq有可能会睡眠，里面会调用kmalloc()分配内存 free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
中断处理函数: irqreturn_t handler(int irq, void *dev_id) 无需要可重入，一个中
request_irq()中使用中断号irq注册中断处理函数, 一个中断号也可以注册多个处理函数。
当外设的中断引脚和gic的输入直接相连时,直接注册中断处理函数就可以使用中断。这是
若是Soc内部的ip存在中断控制，比如gpio, 它一端接N个输入管脚，每个输入管脚可以接
中断流函数 以一个gpio控制器的驱动程序为例说明，linux内核中各个厂商的gpio驱动在/drivers/gpio
irq = platform_get_irq(pdev, i) 取出gpio对应的中断号，这个中断号是系统一开是就
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 irq_set_handler_data(irq, mvchip) -->desc->irq_data.handler_data = data; irq_set_chained_handler(irq, mvebu_gpio_irq_handler) -->__irq_set_handler(irq, handle, 1, NULL); // 1 表示：is_chained desc->handled_irq = handle; mvchip->irqbase = irq_alloc_descs(-1, 0, ngpios, -1) __irq_alloc_descs(irq, from, cnt, node, THIS_MODULE) -->start=bitmap_find_next_zero_area(allocated_irqs,IRQ_BITMAP_BITS,from,cnt,0); bitmap_set(allocated_irqs, start, cnt); alloc_descs(start, cnt, node, owner); 以上分配了ngpios个连续的中断号，最后返回的是第一个中断号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 gc = irq_alloc_generic_chip("mvebu_gpio_irq", 2, mvchip->irqbase, mvchip->membase, handle_level_irq); -->struct irq_chip_generic *gc; unsigned long sz = sizeof(*gc) + num_ct * sizeof(struct irq_chip_type); gc = kzalloc(sz, GFP_KERNEL); irq_init_generic_chip(gc, name, num_ct, irq_base, reg_base, handler); --> raw_spin_lock_init(&gc->lock); gc->num_ct = num_ct; gc->irq_base = irq_base; gc->reg_base = reg_base; gc->chip_types->chip.name = name; gc->chip_types->handler = handler;
以上动态分配了一个irq_chip_generic结构, 然后用之前分配的连续中断号中的第一个
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 stuct irq_chip_generic |--> irq_base |--> u32 mask_cache, tpye_cache |--> void *private |... |--> struct irq_chip_type chip_types[0]--->|--> struct irq_chip | |--> irq_flow_handler_t handler |--> type |... gc->private = mvchip; // gc: *irq_chip_generic ct = &gc->chip_types[0]; // ct: *irq_chip_type ct->type = IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH | IRQ_TYPE_LEVEL_LOW; ct->chip.irq_mask = mvebu_gpio_level_irq_mask; ct->chip.irq_unmask = mvebu_gpio_level_irq_unmask; ct->chip.irq_set_type = mvebu_gpio_irq_set_type; ct->chip.name = mvchip->chip.label;
以上向irq_chip中注册了相应的回调函数，这些回调函数处理gpio中断相关，如mask,
1 2 3 4 5 irq_setup_generic_chip(gc, IRQ_MSK(ngpios), 0, IRQ_NOREQUEST, IRQ_LEVEL | IRQ_NOPROBE); -->list_add_tail(&gc->list, &gc_list); irq_set_chip_and_handler(i, chip, ct->handler); // for loop to do this irq_set_chip_data(i, gc);
以上先把上面动态生成的irq_chip_generic结构加入gc_list链表，然后向之前申请的
mvchip->domain = irq_domain_add_simple();
